第4章变速器设计

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1、1第四章第四章 变速器设计变速器设计本章主要学习本章主要学习（1）变速器的基本设计要求）变速器的基本设计要求（2）各种形式变速器的特点）各种形式变速器的特点（3）变速器主要参数的选择）变速器主要参数的选择 （4）同步器的设计）同步器的设计 （5）各挡齿轮齿数的分配）各挡齿轮齿数的分配 （6）变速器操纵机构）变速器操纵机构 2第一节 概述第一节 概述一、功用一、功用变速变矩变速变矩变速器变速器实现和中实现和中断动力传断动力传递递实现倒退实现倒退3第一节 概述第一节 概述二、组成二、组成v传动机构传动机构v操纵机构操纵机构4三、类型三、类型变速器传动比传动比三挡三挡四挡四挡有级有级无级无级五挡五挡

2、多挡多挡两轴式两轴式中间轴式中间轴式双中间轴双中间轴多中间轴多中间轴轴轴操纵方式操纵方式固定轴式固定轴式旋转轴式旋转轴式自动式自动式半自动式半自动式机械式机械式5 合理选择挡数和传动比，与发动机参合理选择挡数和传动比，与发动机参数进行配合数进行配合 中断动力传递和倒车行驶中断动力传递和倒车行驶 操纵简单、方便、省力，换挡可靠操纵简单、方便、省力，换挡可靠 体积小，重量轻，承载能力强体积小，重量轻，承载能力强 易制造，成本低，维修方便，寿命长易制造，成本低，维修方便，寿命长 工作效率高，噪声低工作效率高，噪声低 需设置动力输出装置需设置动力输出装置动力性和经济性动力性和经济性设置空挡和倒挡设置空

3、挡和倒挡操纵简便，可靠操纵简便，可靠体积和质量体积和质量制造制造效率和噪声效率和噪声功率输出功率输出四、设计要求四、设计要求6第二节 变速传动机构布置方案一、传动机构布置方案分析一、传动机构布置方案分析1 1、两轴式变速器两轴式变速器 多用于多用于FFFF、RRRR型普通级和中级轿车型普通级和中级轿车 结构特点：结构特点：（1 1）只有两根轴）只有两根轴（2 2）输出轴一般与主减速器主动齿轮成一体）输出轴一般与主减速器主动齿轮成一体（3 3）除倒档外，其他档均采用常啮合齿轮传动）除倒档外，其他档均采用常啮合齿轮传动（4 4）同步器多装在输出轴上）同步器多装在输出轴上（5 5）各中间档位均经过一

4、对齿轮传递动力）各中间档位均经过一对齿轮传递动力第二节 变速器传动机构布置方案7第二节 变速传动机构布置方案一、传动机构布置方案分析一、传动机构布置方案分析1 1、两轴式变速器、两轴式变速器 与中间轴式变速器相比较：与中间轴式变速器相比较：v输入轴的转动方向与输出轴的转动方向相反。输入轴的转动方向与输出轴的转动方向相反。v轴和轴承数少，结构简单，轮廓尺寸小，容易布置；轴和轴承数少，结构简单，轮廓尺寸小，容易布置；v中间挡位传动效率高，噪声低；中间挡位传动效率高，噪声低；v不能设置直接挡，高挡工作噪声大，易损坏；不能设置直接挡，高挡工作噪声大，易损坏；v受结构限制，一挡速比不可能设计得很大；受结

5、构限制，一挡速比不可能设计得很大；第二节 变速器传动机构布置方案8两轴式变速器传动方案两轴式变速器传动方案v辅助支承可提高轴的刚度，减少齿轮磨损和噪声。辅助支承可提高轴的刚度，减少齿轮磨损和噪声。v倒挡传动常用滑动齿轮，倒挡传动常用滑动齿轮，f f图为常啮合齿轮；图为常啮合齿轮；v因为一挡主动齿轮尺寸小，同步器多装在输出轴上，高挡的同步器可以因为一挡主动齿轮尺寸小，同步器多装在输出轴上，高挡的同步器可以装在输入轴后端（图装在输入轴后端（图d d、e e）第二节 变速器传动机构布置方案92、中间轴式变速器中间轴式变速器第二节 变速器传动机构布置方案多用于多用于FR、RR型客车型客车v第一轴后端与

6、常啮合主动齿轮做成一体第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体v一般将第二轴前端经轴承支承在第一轴后端孔内，两轴轴线一般将第二轴前端经轴承支承在第一轴后端孔内，两轴轴线在同一直线上在同一直线上v使用使用直接挡直接挡时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，传动效率高，时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，传动效率高，噪声低，磨损少，寿命提高噪声低，磨损少，寿命提高v中间挡中间挡位可以获得较大的传动比位可以获得较大的传动比v高挡齿轮采用常啮合齿轮传动，低挡齿轮可以不采用常啮合高挡齿轮采用常啮合齿轮传动，低挡齿轮可以不采用常啮合齿轮传动齿轮传动v除一挡以外的其它挡位，换挡机构多采用同步器或啮合套换除一挡以外的其它挡位，

7、换挡机构多采用同步器或啮合套换挡（有的一挡也采用同步器或啮合套换挡）挡（有的一挡也采用同步器或啮合套换挡）v各挡同步器或啮合套多设置在第二轴上各挡同步器或啮合套多设置在第二轴上v除直接挡外，其他挡位传动效率较低除直接挡外，其他挡位传动效率较低特点：特点：10中间轴式四挡变速器传动方案中间轴式四挡变速器传动方案va a、c c方案：方案：z第二轴为三点支承第二轴为三点支承z有四对常啮合齿轮有四对常啮合齿轮z倒挡用直齿滑动齿轮换挡倒挡用直齿滑动齿轮换挡z a a方案能提高中间轴和第二轴方案能提高中间轴和第二轴刚度刚度vb b方案：方案：z第二轴为两点支承第二轴为两点支承z高挡用常啮合齿轮传动高挡用

8、常啮合齿轮传动z一、倒挡用直齿滑动齿轮换挡一、倒挡用直齿滑动齿轮换挡第二节 变速器传动机构布置方案11中间轴式五挡变速器传动方案中间轴式五挡变速器传动方案第二节 变速器传动机构布置方案12中间轴式六挡变速器传动方案中间轴式六挡变速器传动方案传动方案总结：传动方案总结：v轴的支承形式不一样轴的支承形式不一样v常啮合齿轮对数不一样，换档方式不一样常啮合齿轮对数不一样，换档方式不一样v倒档传动方案不一样倒档传动方案不一样v档位布置位置顺序不一样档位布置位置顺序不一样第二节 变速器传动机构布置方案13两轴式与中间轴式的比较两轴式与中间轴式的比较第二节 变速器传动机构布置方案 形式形式两轴式两轴式中间轴

9、式中间轴式结构复杂程度结构复杂程度简单简单复杂复杂 工作噪声工作噪声低低高高传动效率传动效率 高高低低 传动比范围传动比范围 小小大大有无直接档有无直接档 没有没有 有有143、倒挡布置方案、倒挡布置方案v倒挡齿轮同时与两个齿轮进入啮合倒挡齿轮同时与两个齿轮进入啮合z齿轮应力状态差齿轮应力状态差v倒挡双联齿轮同时与两个齿轮进入啮合倒挡双联齿轮同时与两个齿轮进入啮合z齿轮应力状态得到改善齿轮应力状态得到改善z能够获得较大的倒挡传动比能够获得较大的倒挡传动比 z但两对齿轮同时进入啮合，使换挡困难但两对齿轮同时进入啮合，使换挡困难第二节 变速器传动机构布置方案153、倒挡布置方案、倒挡布置方案v中间

10、轴上一、倒挡齿轮做成一体，齿宽加长中间轴上一、倒挡齿轮做成一体，齿宽加长 v全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更轻便全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更轻便第二节 变速器传动机构布置方案164、挡位的布置方案、挡位的布置方案v一、倒挡齿轮应布置在靠近轴的支承处一、倒挡齿轮应布置在靠近轴的支承处z齿轮作用力大，轴的变形大，齿轮啮合状态变差，磨损加快齿轮作用力大，轴的变形大，齿轮啮合状态变差，磨损加快且工作噪声增加且工作噪声增加z按顺序布置各挡齿轮，既能保证轴的刚度，又便于装配按顺序布置各挡齿轮，既能保证轴的刚度，又便于装配z倒挡、一挡使用少，常将其布置在最靠近轴的支承处倒挡、一挡使用少，常将其布置在最靠

11、近轴的支承处z将倒档布置在附加壳体内，将一挡布置在变速器壳体支承处将倒档布置在附加壳体内，将一挡布置在变速器壳体支承处v高挡齿轮布置在支承中部区域较为合理高挡齿轮布置在支承中部区域较为合理z轴变形的偏转角小，齿轮啮合状态较好，可以减少偏载。轴变形的偏转角小，齿轮啮合状态较好，可以减少偏载。v超速挡的传动比小于超速挡的传动比小于1，仅在好路或空载时使用，仅在好路或空载时使用z能充分利用发动机功率，减少发动机转数，磨损小，燃料消能充分利用发动机功率，减少发动机转数，磨损小，燃料消耗低耗低z与直接挡比较，传动效率低、工作噪声大与直接挡比较，传动效率低、工作噪声大 第二节 变速器传动机构布置方案17二